Гидравлический расчет трубопровода с насосной подачей жидкости

Основные главы по теме:

1. Трубопроводы с насосной подачей жидкостей
2. Построение характеристик нефтепровода и насосных станций
3. Определение гидравлической характеристики насоса
4. Определение потерь напора в трубопроводе
5. Тепловой конструктивный расчет подогревателя сетевой воды
6. Организация ремонтных работ оборудования на насосных и компрессорных станциях
7. Ремонт и монтаж центробежных насосов
8. Гидравлический расчет теплообменного аппарата

Краткое содержание глав:

Трубопроводы с насосной подачей жидкостей
Стоит заметить, что в трубопроводах используется насос, для создания движения жидкости в трубопроводе, а не только перепад уровней энергии, что также приводит к потоку жидкости в трубопроводе. Вышеуказанные насосы нашли довольно широкое применение в машиностроении и других отраслях.
Ниже рассмотрим принцип расчета трубопровода, который включает в себя насос и совместную работу насоса с данным трубопроводом.
Трубопровод, в конструкцию которого включен насос может быть замкнутым, то есть кольцевым, либо разомкнутым. Кольцевой трубопровод – это трубопровод, ), в котором циркулирует неизменное количество жидкости 191рис. 2.6,б), а разомкнутый трубопровод – это трубопровод, по которому жидкость перекачивается из одной емкости в другую (Рис. 2.6,а)

Рис. 2.6 – Трубопроводы с насосной подачей

Рассмотрим трубопровод, по которому перекачивают жидкость из нижнего резервуара с давлением P0 в другой резервуар с давлением P3 (Рис. 2.6, а).
…

Построение характеристик нефтепровода и насосных станций

Так как апроксимация напорной характеристики насоса определена только на промежутке от 1800 до 2600 м3/ч, то будем использовать те же самые точки. Расчеты при этом аналогичные, что и в предыдущем пункте.
1. Определяем напор на насосе при данном расходе.

2. Определяем скорость течения нефти в трубопроводе

3. Определяем число Рейнольдса

4. По числу Рейнольдса определяем режим течения, и вычисляем коэффициент гидравлического сопротивления.
При ламинарном течении

В первой области турбулентности используем формулу Блазиуса

Во второй области турбулентности , используем формулу Альтшуля

В третьей области турбулентности , используем также формулу Альтшуля

При этом переходные числа Рейнольдса и уже вычислены в предыдущем пункте
5. Рассчитываем гидравлический уклон

Определение гидравлической характеристики насоса.

Выберем 5 точек (расходов) в рабочей области и рассчитаем суммы. Расчеты отобразим в таблице 1.

Таблица 1. Расчет сумм, для аппроксимации.
№ п/п

1
1800
0,500
256
0,250
64,0
0,063
2
2000
0,556
250
0,309
77,2
0,095
3
2200
0,611
242
0,373
90,4
0,139
4
2400
0,667
235
0,444
104,4
0,198
5
2600
0,722
227
0,522
118,4
0,272
Сумма
11000
3,056
1210
1,898
454,4
0,767

Определяем коэффициенты

Получаем аппроксимированную зависимость

Отобразим зависимость на рис. 2.

Рис. 2. Гидравлическая характеристика насоса НМ 2500-230

2.2. Расчет необходимого подпора для заданного насоса.
…

Определение потерь напора в трубопроводе
Для построения напорной линии для потока жидкости в трубопроводе нужно знать значение полного напора потока жидкости трубопровода в выбранных сечениях.
Для построения пьезометрической линий потока жидкости трубопровода необходимо знать значение геометрического напора z и пьезометрического напора p/ρg в выбранном сечении трубопровода.
Уравнение Бернулли является фундаментальным для гидродинамики. Данное уравнение устанавливает зависимость между средней скоростью и геометрической высотой потока жидкости трубопровода в различных сечениях данного потока трубопровода и выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости в трубопроводе. С помощью данного уравнения решается большой круг задач потерь напора в трубопроводе.
…

Тепловой конструктивный расчет подогревателя сетевой воды

Техническая характеристика

Рабочие параметры:
по пару: давление 8 ата
температура 400 °С
по воде: давление 16 ата
температура на входе 70 °С
температура на выходе 150 °С
Пробное гидравлическое давление, кг/см2:
парового пространства 11
водяного пространства 20
Расход воды 125 т/ч
Число ходов воды 4
Диаметр х толщина стенки трубки 19×1
Вес подогревателя, т:
без воды 2,023
полностью заполненного водой 3,765

Определить:
1) поверхность нагрева, м2;
2) расход пара, т/ч;
3) длину трубки, мм.
…

Организация ремонтных работ оборудования на насосных и компрессорных станциях
2.1 Износ оборудования
Оборудование перекачивающих станций и нефтебаз подвержено износу, который может быть механическим, коррозийным, эрозийным и термическим.
При механическом износе поверхности деталей разрушаются в результате трения (износ шеек валов, подшипников, штоков, поршней, уплотнительных поверхностей задвижек и др.).
При коррозийном износе поверхности разрушаются под действием химически агрессивных нефтепродуктов или газов (содержащих серу, сероводород). Коррозия оборудования бывает местной, равномерно распределенной по всей поверхности, интеркристаллитной (разрушение металла распространяется по группам его кристаллов) и селективной (разрушается одна из структурных составляющих металла).
Эрозийный износ вызывает действие абразивных частиц и механических примесей, находящихся в перекачиваемой среде.
…

Ремонт и монтаж центробежных насосов
Плановый осмотр (ревизию) проводят через каждые 200—250 ч работы агрегата. Объем работ, выполняемых при этом, зависит от типа насосов.
…

Заключения по теме:

В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрены общие сведения, определение средней скорости жидкости в трубопроводе, определение потерь напора в трубопроводе, определение гидравлического и пьезометрического уклонов, построение напорной (гидродинамической) и пьезометрической линий, а также соединения простых трубопроводов, сложные трубопроводы и трубопроводы с насосной подачей жидкостей.

В ходе выполнения курсовой работы я ознакомился с конструкцией и основным принципом действия теплообменного аппарата. В результате проведенного мною расчета получены следующие данные: - площадь поверхности теплообмена 89,92 м2; - расход пара 17 т/ч; - длина трубки 3,72 м; - потери давления 36769 Па. Библиографический список 1. Краснощеков, Е.Н. Задачник по теплопередаче [Текст]: учебное пособие для вузов / Е.Н. Краснощеков, А.С. Сукомел. – 4-е изд., перераб. – М.: Энергия, 1980. – 288с. 2. Михеев, М.А. Основы теплопередачи [Текст] / М.А. Михеев, И.М. Михеева. – 2-е изд. стереотип. – М.: Энергия, 1977. – 344с. 3. Бакластов, А.М. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок [Текст]: учебное пособие для вузов / А.М. Бакластов, В.А. Горбенко, П.Г. Удыма; под ред. А.М. Бакластова. – М.: Энергоиздат, 1981.

В данной работе подобрали нормализованную конструкцию кипятильника куба колонны, рассчитали поверхность теплообмена кипятильника, была подобрана тепловая изоляция кипятильника, был ориентировочно подобран холодильник для охлаждения кубовой жидкости. Составлена схема ректификационной установки. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. «Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию » под ред. Дытнерского Ю.И., М.: Химия, 1983 2. «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов» под ред. П.Г. Романкова. Л.: Химия, 1987 3. «Основные процессы и аппараты химической технологии» Касаткин А.Г.: Химия, 1971.

Мы ознакомились с методикой расчета количества НПС и их расположения вдоль нефтепровода. Используя основной насос НМ 2500-230, и аппроксимировав его гидравлическую характеристику, мы выяснили, что из расчета две насосных установки на одну НПС, для заданного нефтепровода необходимо 5 НПС, одна из которых главная, остальные промежуточные. Объемный расход нефти 1895 м3/ч практически не отличается от заданного 1894 м3/ч, поэтому не пришлось изменять частоту вращения насосов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Тугунов П.И. Типовые расчёты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. Учебное пособие для ВУЗов. / П.И. Тугунов, В.Ф. Новосёлов, А.А. Коршак, А.М. Шаммазов. – Уфа: ООО «Дизайн Полиграф Сервис», 2002. 2. Дурнов П.И. Насосы, вентиляторы, компрессоры. / П.И. Дурнов – Киев; Одесса: Виша школа. Головное изд-во, 1985.

Насосы и компрессоры вместе с линейной частью являются наиболее важным звеном в работе технологической цепи прокачки. В целом работа трубопровода зависит от их рабочих параметров (мощность, скорость, давление, мощность и т. д.). Однако каждый блок имеет определенное время работы в часах, гарантируя бесперебойную работу силового оборудования, а затем требует определенного профилактического обслуживания или ремонта. В работе отражены вопросы износа оборудования, методы проверки деталей и организация всех видов ремонта насосов и компрессоров, установка оборудования, использованных устройств и подготовка к пуску после капитального ремонта. Кроме того, некоторое внимание уделяется организации планированию ППР, а также восстановлению изношенных деталей и частей движущихся частей. Список литературы 1 Абдумаев Ю.Г., Велиев Т.К., Джафаров Ш.Т. Монтаж, эксплуатация и ремонт оборудования фонтанных и нагнетательных скважин. -М.: Недра, 1989. - 246 с.

Из проведенного диссертационного исследования были сделаны следующие выводы: 1. Обзор существующих технологий борьбы с механическими примесями позволяет сделать вывод о том, что среди технических методов наиболее эффективным способом защиты погружного оборудования от механических примесей является установка погружных сепараторов механических примесей инерционного (центробежного) типа. Другие способы защиты либо слишком дорогостоящие, либо обладают низкой эффективностью. Проведенный обзор сепарационных средств защиты погружного оборудования от механических примесей оставляет открытым актуальный вопрос оценки эффективности работы той или иной сепарационной установки. 2. Разработаны новые технические решения сепараторов циклонного типа (корпусные и бескорпусные) на основе трехмерного моделирования и 3D печати